Страница 1 из 2
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 16:37
pomosh
Скажите, пожалуйста, какие формулы, правила или законы надо использовать в решении этой задачи:
Пусть время свободного пробега электрона (среднее время между соседними столкновениями электрона с атомами) в образце германия (Ge) n - типа
=
с при температуре Т = 300 К. Какова напряженность электрического поля
, необходимая для того, чтобы за время свободного пробега электрона
в этом поле сообщить ему кинетическую энергию, достаточную чтобы выбить электрон из валентной зоны и перебросить его в зону проводимости если ширина запрещенной зоны равна 0,78 эВ? Полагаем, что эффективная масса электрона равна его массе покоя.
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 21:43
Parsley
Может так?
Электрон должен разогнаться до 0,78 эВ = заряд электрона * 0.78 В = Работа в Джоулях. Конечная скорость электрона находится от сюда m(электрона)V^2/2=eU. Время известно => находим ускорение электрона delvtaV/deltat. Находим расстояние свободного пробега, так как есть ускорение. Считаем e*Eo*D(расстояние свободного пробега)=eU, от сюда находим Eo.
Время еще в условии астрономически огромное, скорее всего 10^-12 c.
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 21:52
pomosh
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 22:18
Parsley
Думаю нет, у меня гораздо больше получилось, а с учетом очень маленького расстояния пробега, возможно это вполне реально. Время брал 10^в минус 12 степени. По числам ответ: 2978674,2 В/м.
Думаю пробег так как там нельзя считать, так как у электрона было ускорение и он "бился" (выделялось тепло - сопротивление).
Путь пробега считал стандартно для ускоренного движения: D=a*t^2/2; V/t=a.
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 22:20
pomosh
2978335,00478, ...ну да ответ такой, если считать движение ускоренным и время свободного пробега
. Всё тот же вопрос: это представляется возможным?
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 23:01
pomosh
Если решать эту задачу получается ответ 0,00087935006 эВ, ...вроде бы.
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 23:12
Parsley
Ну "на сколько" это не "в раз", может быть, не решал. А как решили?
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 31 окт 2014, 23:32
pomosh
- это формула для вычисления напряжённости из первой задачи. Если выразить из неё U, а затем подставить в выражение
, то получится в итоге
, отсюда и вычислил.
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 01 ноя 2014, 00:16
Parsley
Вполне, вот, в интернете попалась задача:
Пусть время свободного пробега электрона (среднее время между соседними столкновениями электрона с атомами) в образце германия (Ge) n - типа ? = 10^-12с при температуре Т = 300 К. На сколько увеличится кинетическая энергия электрона за время пролета ? в электрическом поле напряженностью
Е = 10^5 В/м
? Полагаем, что эффективная масса электрона равна его массе покоя.
А здесь в ответе напряженность ~29*10^5 В/м в тридцать раз больше, чем в аналогичной задаче, с учетом что электрону надо пробить пограничный слой торможения, весьма вероятно.
Вопрос по физике полупроводников.
Добавлено: 01 ноя 2014, 01:27
Parsley
Откровенно говоря не знаю, вроде выяснили, что пролет электрона там так считать нельзя было, думаю что так нельзя.
Возможно здесь без сопротивления и температуры уже не обойтись чтобы расчитать.
А тут, наверное, так было бы:
ma=qE,
a=qE/m,
v=at,
mV^2/2 -- на столько в Джоулях, мизерной величине можно не удивляться, это для одного электрона за мизерное время.